金属硫系化合物作为太阳能电池的捕光材料已经取得了显著的成功。特别是，基于Cu₂(In,Ga)Se₂（CIGS）和CdTe的硫系太阳电池已经达到了超过22%的功率转换效率（PCE），并且具有良好的操作稳定性。CIGS和CdTe光伏技术的巨大成功激发了人们对探索新的金属硫化物捕光材料的浓厚兴趣，为此，一系列非常规半导体材料，例如Sb₂(S，Se)₃（包括Sb₂S3和Sb₂Se₃），SnS，AgBiS₂和GeSe在太阳能电池中的应用得到研究。值得注意的是，Sb₂(S,Se)₃具有一维（1D）晶体结构，并且在可见光波长处的峰值吸收系数> 10⁵ cm^-1。然而，由于缺乏合适的材料加工方法以获得具有最佳光电性能和形态的Sb₂(S,Se)₃薄膜，进而严重阻碍了其PCE的提高。

有鉴于此，中科大朱长飞教授，陈涛教授，新南威尔士大学郝晓静副教授报道了一种水热方法来沉积高质量的Sb₂(S,Se)₃薄膜。

文章要点

1）通过改变硒/硫比和沉积后退火的温度，进而改善了Sb₂(S,Se)₃薄膜的形貌，增加了晶粒尺寸并减少了缺陷数量。

2）研究发现随着Se/S比的增加，(Sb₄S(e)₆)_n薄带(S(e)代表S或Se)的择优取向增加。通过优化水热沉积参数和随后的退火，成功实现了PCE为10.0%的Sb₂(S,Se)₃太阳能电池。这一研究结果突出了Sb₂(S,Se)₃作为一种新兴光伏材料的应用潜力。

Tang, R., Wang, X., Lian, W. et al. Hydrothermal deposition of antimony selenosulfide thin films enables solar cells with 10% efficiency. Nat Energy (2020).

DOI：10.1038/s41560-020-0652-3

https://doi.org/10.1038/s41560-020-0652-3